За последние десятилетия в подземной добыче угля произошли существенные изменения в лучшую сторону в сфере безопасности, автоматизации труда и производственных процессов, в том числе в вопросе крепления и поддержания горных выработок. В свое время «революционный» переход от рамного крепления на анкерную крепь значительно снизил металлоемкость и, соответственно, трудоемкость крепления 1 м выработки. И, как следствие этого, зачастую в настоящее время на шахтах при проведении горных выработок используется классическая двухуровневая схема крепления с применением сталеполимерных анкеров и усилением канатными анкерами, в том числе на угольных шахтах, переходящих на разработку более глубоких горизонтов. Но при разработке на больших глубинах увеличивается нагрузка на проводимые горные выработки, проявляется повышенное горное давление, осложняется безопасное крепление и поддержание горных выработок. Добыча в сложных горно-геологических условиях и на более глубоких горизонтах диктует свои условия, и поэтому классической схемы крепления бывает недостаточно.

УСИЛЕНИЕ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ГЛУБОКИХ ГОРИЗОНТОВ

Таким примером разработки угля на больших глубинах является Воркутское каменноугольное месторождение, расположенное на северо-востоке Печорского угольного бассейна. Крупнейшим горнодобывающим предприятием Печорского угольного бассейна является АО «Воркутауголь». В объединение входят четыре шахты «Воргашорская», «Комсомольская», «Воркутинская» и «Заполярная», добывающие уголь в условиях многолетней мерзлоты с глубинами залегания пластов до 1250 м. Поле шахты «Заполярная» в юго-западной части Воркутского месторождения производственная мощность составляет 1300 тыс. т угля в год. В пределах шахтного поля залегают пласты: «Тройной», «Четвертый» и «Пятый». Рабочими пластами является «Тройной» и «Четвертый». Система разработки пластов длинными столбами с продвиганием лав по простиранию. Пласт «Тройной» преимущественно простого строения, где мощность пласта в среднем составляет 2,63 м. В настоящее время глубина ведения горных работ на шахте «Заполярная» по пласту «Тройному» составляет 582 м.

При проведении Разрезной печи 123-ю, предназначенной для монтажа очистного комплекса выемочного участка лавы 123-ю пласта «Тройной» шахты «Заполярная», было выявлено, что непосредственная кровля относится к склонной к самообрушению и классической схемы крепления сталеполимерной анкерной крепью с усилением канатными анкерами типа АК01 (с несущей способностью 210 кН) возможно будет недостаточно для поддержания выработки в безопасном состоянии в течение всего срока эксплуатации без проведения подкрепления горной выработки, что может увеличить срок проведения работ по монтажу механизированного комплекса.

Специалистами ООО «РАНК 2» техническому руководству объединения АО «Воркутауголь» была предложена схема крепления Разрезной печи 123-ю с использованием канатных анкеров АК01-08 с повышенной несущей способностью до 320 кН с разряжением шага крепления. Предложенная схема крепления предусматривает использование восьми сталеполимерных анкеров длиной 2,8 м с расстоянием между рядами 1м. Дополнительно кровля усиливается тремя канатными анкерами АК01-08 длиной 6м с расстоянием 1м между рядами анкеров первого уровня.(рис №1).

Рис. №1 Схема крепления Разрезной печи 123-ю с использованием АК01-08.

Канатные анкеры АК01-08 устанавливались под полусферические шайбы с габаритными размерами 250*250*10.

Применение канатных анкеров АК01-08 с повышенной несущей способностью 320 кН позволило сохранить разрезную печь на весь срок эксплуатации.

Рассматриваемый пример показал, что предложенная схема крепления разрезной печи дает гарантированный результат стабильной работы канатного анкера в качестве крепи усиления за счет его улучшенных технических характеристик по сравнению с классическим канатным анкером типа АК01 при креплении горных выработок в сложных горно-геологических условиях без проведения в последующем работ по дополнительному подкреплению. В дальнейшем, этот успешный опыт был распространен повсеместно в подготовительных выработках шахты «Заполярная», а также на других шахтах объединения.

Стоит отметить еще ряд преимуществ использования канатного анкера АК01-08:

• повышенная несущая способность;

• увеличенный ресурс работы;

• возможность увеличения темпов проведения и усиления горных выработок за счет установки меньшего количества анкеров;

• возможность использования анкера для крепления монорельсовой подвесной дороги в комплекте с гайкой-подвесом.

За период многолетнего сотрудничества компании ООО «РАНК 2» с объединением АО «Воркутауголь» техническими специалистами неоднократно применялись успешные решения вопросов безопасного и технологичного крепления горных выработок в тяжелых условиях вечной мерзлоты Воркутского каменноугольного месторождения.